長江口最大渾濁帶營養(yǎng)鹽沉積通量的研究.pdf

1、河口最大渾濁帶是一個與河口環(huán)流、潮汐動力、沉積物的侵蝕與沉積等直接聯(lián)系的動態(tài)現(xiàn)象，在徑流量、輸沙量大的河口，最大渾濁帶持續(xù)存在。它在河口沉積過程中對泥沙的聚集與運輸、攔門沙的形成與演變起著十分重要的作用，在河口的生物地球化學(xué)過程中對許多重金屬元素和有機(jī)物的化學(xué)行為、遷移和歸宿產(chǎn)生顯著影響。在渾濁帶內(nèi)由于水體透光性差，生物活動也受影響。長江河口最大渾濁帶位于攔門沙及其上下游附近地區(qū)，縱向延伸數(shù)十千米。本文通過海上現(xiàn)場調(diào)查取樣，實驗室內(nèi)樣品

2、的處理分析，試驗數(shù)據(jù)繪圖處理等方法，系統(tǒng)地研究了長江口最大渾濁帶鄰近水域水體中營養(yǎng)鹽的分布、營養(yǎng)鹽的結(jié)構(gòu)以及營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化；通過沉積物捕集器方法海上現(xiàn)場獲得樣品，探討了長江口最大渾濁帶營養(yǎng)鹽的沉積通量；運用數(shù)學(xué)公式估算出長江口最大渾濁帶營養(yǎng)鹽的輸入和輸出。 1.營養(yǎng)鹽的分布特征根據(jù)2003年11月～2004年8月4個航次的調(diào)查數(shù)據(jù)，探討了長江口最大渾濁帶鄰近水域營養(yǎng)鹽的分布特征。結(jié)果表明，營養(yǎng)鹽的含量隨著鹽度的增加而減小，不同

3、營養(yǎng)鹽表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特點。DIN/PO4-P和SiO3-Si/PO4-P的比值遠(yuǎn)高于Redfield比，SiO3-Si/DIN比值比較接近Redfield比，在最大混濁帶透明度是浮游植物的主要限制因素。NO3-N是無機(jī)氮的主要形式，表明已經(jīng)充分達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。無機(jī)N、Si以及P的轉(zhuǎn)移除了海水稀釋作用外，還有部分的生物轉(zhuǎn)移以及部分沉積物的再懸浮釋放，其中PO4-P受懸浮顆粒物的吸附以及再釋放的影響較大。富營養(yǎng)化初步評價為調(diào)查海區(qū)

4、海水中營養(yǎng)鹽的含量較高，海水富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重。 2.營養(yǎng)鹽的沉降通量通過在長江口最大渾濁帶一個斷面現(xiàn)場采集顆粒物樣，實驗室內(nèi)對顆粒樣分析，從而計算出沉降顆粒物中各項營養(yǎng)元素的含量、沉降通量。研究結(jié)果表明：顆粒物中吸附態(tài)無機(jī)N僅占TN的一小部分，其中吸附態(tài)無機(jī)N中NH4-N所占比例最大40％～100％；顆粒物中吸附態(tài)PO4-P占TP的比例也較小，說明顆粒物中主要以有機(jī)組織中的磷為主；各月吸附態(tài)SiO3-Si與生物Si的含量相差較大

5、。在分析顆粒物中營養(yǎng)元素含量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論了控制其含量的因素，NH4-N含量的控制因素中有機(jī)質(zhì)、黏土礦物占主要方面，鹽度、溫度、pH值等有一定影響；NO3-N的含量與水體中NO3-N的含量以及鹽度有一定的相關(guān)關(guān)系；環(huán)境因子對磷的影響程度為鹽度＞DO＞溫度＞pH值；水體中的Chl-a與顆粒物中生物Si的含量具有相關(guān)性。通過公式計算了長江口的沉降通量，與其它海域相比，長江口沉降通量最大；同時分析了鹽度、動力因素、地形與地貌對沉降通量的

6、影響。最后對顆粒物及其營養(yǎng)鹽濃度的分析表明，懸浮體底層濃度明顯高于表層，表、底層變化比較一致，在12h～18h之間變化較大，16h時懸浮體的含量最高；表層開始時PO4-P的含量比較低，同懸浮體的變化相似，也是在16h時濃度達(dá)到最大，而底層顆粒物中PO4-P的含量幾乎一直在降低；無機(jī)氮表層濃度在18h時達(dá)到最高，底層在24h時達(dá)最高濃度，分別比PO4-P的滯后4～8h；生物Si底層的含量較小且變化不大，表層開始濃度較高的情況下，逐漸由顆粒

7、物中向水體中釋放，釋放到一定濃度后變化幅度減小。 3.最大渾濁帶營養(yǎng)鹽的輸入和輸出在忽略大氣沉降部分的基礎(chǔ)上，長江口最大渾濁帶營養(yǎng)鹽的輸入及輸出質(zhì)量平衡表達(dá)式為：河流輸入量+沉積物—海水凈轉(zhuǎn)移量=向東海的凈輸出量。通過計算得出如下結(jié)果：各項營養(yǎng)元素進(jìn)入長江口最大渾濁帶的年輸入量分別為：PO4-P，2.61×104t；SiO3-Si，3.06×106t；NO3-N，1.01×106t；NO2-N，7.51×103t；NH4-N，1

8、.10×105t;TN，1.43×106t；TP，9.65×104t。營養(yǎng)鹽向海底的凈沉降量分別為：NH3-N，2.68×103t；PO4-P，9.88×103t；NO3-N，1.84×102t;NO2-N，1.38×103t；SiO3-Si，1.75×104t;TN，5.03×105t;TP，4.26×103t。營養(yǎng)鹽向東海的輸出分別為：PO4-P，1.62×104t；SiO3-Si，3.04×106t;NO3-N，1.01×106t

9、；NO2-N，6.13×103t；NH4-N，1.07×105;TN，1.38×106t;TP，9.22×104t。 從以上研究結(jié)果得出以下結(jié)論：長江口最大渾濁帶鄰近水域營養(yǎng)鹽主要受長江沖淡水的作用，徑流輸入了大量的營養(yǎng)鹽，而沉積物的沉降及再懸浮對營養(yǎng)鹽的吸附及再釋放的作用也是不容忽視的。長江口最大渾濁帶懸浮顆粒物的沉積通量充分說明長江口最大渾濁帶的特殊性，它的泥沙含量比較高，懸浮顆粒物濃度較大，因此沉積通量比較大；影響顆粒物吸